連軋粗軋換輥系統(tǒng)改造分析

摘 要：通過設(shè)計(jì)計(jì)算、重新選型以及設(shè)備改造，解決連軋粗軋1#-6#換輥系統(tǒng)換輥時(shí)間長、輥縫調(diào)整故障率高等問題，大幅度縮短粗軋軋機(jī)換輥時(shí)間及故障率。連軋?jiān)?60軋機(jī)輥縫通過液壓馬達(dá)來調(diào)整，經(jīng)常出現(xiàn)壓不動(dòng)的情況，靠人為手動(dòng)來調(diào)輥縫，即增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度又延長了換槽、換輥時(shí)間。電氣方面換輥系統(tǒng)原使用繼電回路控制，控制系統(tǒng)老舊，故障率高且維護(hù)不便，同時(shí)操作盤安裝在軋機(jī)機(jī)架后，操作不便，且因軋機(jī)水噴濺造成操作盤損壞。對所出現(xiàn)故障進(jìn)行分析，指定改造方案，縮短了換輥換槽時(shí)間，保證了正常的軋制節(jié)奏

關(guān)鍵詞：液壓閥；鎖緊銷；改造

1 概述

（1）連軋粗軋1-6#軋機(jī)輥縫是通過液壓馬達(dá)來調(diào)整的，經(jīng)常出現(xiàn)壓不動(dòng)的情況，靠人為手動(dòng)來調(diào)輥縫，即增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度又延長了換槽、換輥時(shí)間。（2）連接桿扁頭與軋輥軸頭無法限位，每次需要焊接連接桿，不僅增加工作量和換輥時(shí)間，也嚴(yán)重影響連接桿動(dòng)平衡，縮短其使用壽命。（3）軋機(jī)在抽輥及裝輥時(shí)需要用天車吊住連接桿扁頭，增加危險(xiǎn)性，且占用天車并耽誤時(shí)間。（4）連軋1-6#換輥系統(tǒng)原使用繼電回路控制，控制系統(tǒng)老舊，故障率高且維護(hù)不便，同時(shí)操作盤安裝在軋機(jī)機(jī)架后，操作不便，且因軋機(jī)水噴濺造成操作盤損壞。

2 技術(shù)方案總體思路

（1）通過對液壓馬達(dá)輸出力矩計(jì)算和液壓閥重新選型改造來解決軋機(jī)輥縫經(jīng)常壓不動(dòng)的問題。（2）設(shè)計(jì)改造連接桿扁頭碟簧鎖緊銷，增強(qiáng)其強(qiáng)度及使用周期。（3）設(shè)計(jì)更換托架卡板氣缸及移位其氣動(dòng)閥（原位置工作環(huán)境差）。（4）恢復(fù)并改造原接軸托架機(jī)械機(jī)構(gòu)。（5）設(shè)計(jì)換輥系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作臺(tái)3面，設(shè)計(jì)換輥系統(tǒng)控制柜1面、升降控制電源柜1面。（6）安裝操作臺(tái)3面、系統(tǒng)控制柜1面、升降控制電源柜1面。（7）換輥系統(tǒng)與主軋線PLC聯(lián)網(wǎng)，調(diào)試硬件、網(wǎng)絡(luò)。

3 技術(shù)方案季解決措施

3.1 液壓部分

目前軋線液壓站泵輸出壓力150bar

液壓馬達(dá)輸出的是機(jī)械能，所以它的主要性能參數(shù)是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，在不考慮任何損失的情況下，根據(jù)能量能量守恒定律：

pmqn=MT？棕

式中pM-馬達(dá)的進(jìn)口壓力（設(shè)馬達(dá)的出口壓力為零）

MT-馬達(dá)的理論輪矩

？棕-馬達(dá)的角度速度

由式可得

MT=■

原理圖中35.2減壓閥減壓后最大調(diào)整壓力為100bar，考慮回油被壓值，取馬達(dá)的出口被壓值為4bar，pM=100-4=96bar。

q為液壓馬達(dá)的排量，即馬達(dá)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的液體的體積。液壓馬達(dá)型號(hào)1QJM11.0.63Z ，q=0.63L/r

得MT=■=0.96N*m

核實(shí)壓下阻尼體，需1.4N*m力矩才能完全壓動(dòng)阻尼體。所以出現(xiàn)馬達(dá)壓幾圈壓不動(dòng)的情況。

根據(jù)輥縫調(diào)整所需最大力矩計(jì)算馬達(dá)進(jìn)口所需最大壓力

得pM=■=■=13.9MPa

原減壓閥型號(hào)：DR10-2-30/100YM 減壓后的最大二次壓力為100bar=10Mpa

所以原設(shè)計(jì)減壓閥選型小，設(shè)計(jì)不合理。

改造方案：對粗軋1-6#液壓閥臺(tái)進(jìn)行，閥組由原來板式安裝改為疊加式安裝，減小了閥臺(tái)的安裝空間，便于日常維修。對減壓閥重新選型。

圖2 改造后的液壓原理圖

減壓閥選型：由以上計(jì)算可知減壓閥出口壓力大于13.9MPa。減壓閥選疊加式減壓閥ZDR10DP1-40/150YM能滿足輥縫調(diào)整。

3.2 機(jī)械部分

（1）連接桿扁頭碟簧鎖緊銷材質(zhì)原為Q235，使用時(shí)經(jīng)常變形，無發(fā)正常使用，此次上報(bào)備件說明，將材質(zhì)改為J20CrNi2Mo（ 鎳滲碳鋼）；增強(qiáng)備件使用性能。重新設(shè)計(jì)加油油孔并規(guī)范加油制度，要求每周加油1次，保證碟簧的使用。（2） 恢復(fù)卡板氣缸的使用。因工作環(huán)境溫度高，將氣缸密封改為氟橡膠密封，將導(dǎo)向環(huán)改為聚四氟乙烯，提高其使用壽命。重新鋪設(shè)風(fēng)管路由，并移位氣動(dòng)閥及三聯(lián)件至減速機(jī)后方（因原位置在軋機(jī)旁，高溫以及水濺到設(shè)備上，影響備件使用壽命），保證備件使用壽命。（3） 恢復(fù)改造托架機(jī)械機(jī)構(gòu)功能，因原托架設(shè)備已損壞且使用壽命短，將其連接方式改變，通過現(xiàn)場實(shí)測重新設(shè)計(jì)托墊標(biāo)高（在保證連接桿正常工作的前提下盡量保證連接桿在托墊上放置水平），并將托墊材質(zhì)由落木松改為尼龍，增加其使用壽命。

3.3 電氣部分

（1）設(shè)計(jì)換輥系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作臺(tái)3面，設(shè)計(jì)換輥系統(tǒng)控制柜1面、升降控制電源柜1面。合理布局，電控元器件容量核對。（2） 安裝操作臺(tái)3面、系統(tǒng)控制柜1面、升降控制電源柜1面。做柜體接地保護(hù)。鋪設(shè)現(xiàn)場控制電纜及DP網(wǎng)線。（3） 鋪設(shè)主回路電源、控制回路，校對控制線路，接線、打點(diǎn)，上電遠(yuǎn)程控制柜PLC電、控制回路電。（4） 換輥系統(tǒng)與主軋線PLC聯(lián)網(wǎng)，調(diào)試網(wǎng)絡(luò)，檢查硬件，校對硬件與ET200輸入接線。（5） 編寫程序，與生產(chǎn)工藝探討，完善工藝需求，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際編寫程序，根據(jù)安全需求，合理邏輯保護(hù)，防止設(shè)備事故發(fā)生。調(diào)試正常。

實(shí)施效果：2012年12月投入使用后運(yùn)轉(zhuǎn)效果良好，提高了自動(dòng)化程度，保證操作準(zhǔn)確性，換輥時(shí)間交之前大幅度降低，改造完畢至今完全消除了靠人為手動(dòng)來調(diào)輥縫，連接桿托墊裝置保證連接桿水平與軋輥裝配，卡板機(jī)構(gòu)恢復(fù)避免人為手動(dòng)操作，連接桿扁頭設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)故障率降低且提高連接桿本身使用壽命。

4 結(jié)束語

在改造中，分別對液壓、機(jī)械、電氣系統(tǒng)進(jìn)行了改造，提高了換向閥的控制，增強(qiáng)了設(shè)備使用強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了換輥換槽的遠(yuǎn)程控制。較之前換輥時(shí)間大幅度縮短且降低安全性、提高了自動(dòng)化的程度，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)上降低了故障率，保證了軋制的節(jié)奏。

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作者簡介：孟凱：年齡：30，男，2008年6月畢業(yè)于河北科技大學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，2008年7月-今工作于河北鋼鐵集團(tuán)承鋼公司，現(xiàn)就職于提釩鋼軋三廠設(shè)備科點(diǎn)檢站，機(jī)械區(qū)域工程師，職稱：助理工程師。

李海豹：年齡：30，男，2008年6月畢業(yè)于燕山大學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，2008年7月-今工作于河北鋼鐵集團(tuán)承鋼公司，現(xiàn)就職于提釩鋼軋三廠設(shè)備科點(diǎn)檢站，機(jī)械區(qū)域工程師，職稱：助理工程師。

趙鎖超：年齡：30，男，2008年6月畢業(yè)于燕山大學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，2008年7月-今工作于河北鋼鐵集團(tuán)承鋼公司，現(xiàn)就職于提釩鋼軋一廠設(shè)備科點(diǎn)檢站，機(jī)械區(qū)域工程師，職稱：助理工程師。